直流电动机

直流电动机（精选11篇）

直流电动机 篇1

摘要：直流电机由定子和转子两个基本部分组成, 直流电动机的故障主要集中在电枢绕组、换向器、电刷等部分, 因此, 在分析直流电动机故障时应重点注意这几部分, 主要从绕组、换向器、电刷等几个方面进行检测。

关键词：绕组,换向器,电刷

一、电枢绕组故障检测

1 绕组短路

绕组短路的原因往往是绝缘损坏, 使同槽线圈匝间短路, 或上下层线圈短路。电枢绕组由于短路故障而烧毁时, 一般通过观察即可找到故障点, 也可用短路测试器检查, 也可用图1所示的方法检查。将6V~12V的直流电源接到换向器两侧, 用直流毫伏表测量各相邻的两个换向片的电压值, 逐片检查, 毫伏表的读数应是相同的, 如果读数很小或近似于零, 则接在这两个换向片上的线圈有短路障碍存在。

2 绕组断路

绕组断路的原因多数是由于换向片与导线接头处焊接不良, 或个别线圈内部断线。绕组断路的现象是在运行中电刷下发生不正常的火花, 检查方法见图1所示。将6V~12V的直流电源接到换向器的两侧, 用直流毫伏表测量各相邻的两个换向片间电压值, 逐片依次测量。有断路的绕组所接换向片被毫伏表跨接时, 有读数指示, 且指针会剧烈跳动 (要防止损坏表头) , 若毫伏表跨接在完整的绕组所接的换向片上时, 将无读数指示。

3 绕组通地

产生绕组通地的原因多数是由于槽绝缘及绕组绝缘损坏, 一般是槽口或槽底对地的击穿, 电枢绕组与硅钢片短接所致。通地故障的检查可用图2所示的两种方法。

(1) 校验灯法

将电源线的一根线串联一个灯泡接在换向片上, 另一根线接在转轴上, 如图2 (a) 所示, 若灯泡发亮, 则说明电枢线圈接地。注意:校验灯法无法判别哪一槽的线圈通地。

(2) 毫伏表法

要判别哪一槽的线圈通地, 要用图2 (b) 所示的方法。将低压直流电源接到换向器的两侧, 将毫伏表一端接转轴, 另一端与换向片依次接触, 若是完好的线圈, 毫伏表上有读数反映出来;当毫伏表与通地绕组元件所连接的换向片接触时, 毫伏表读数明显变小或没有读数:如果绕组和换向片未接地, 则毫伏表读数为零。注意:要判明是绕组元件通地还是换向片通地时, 应将该绕组元件的接线头从换向片上焊下来, 用万用表或校验灯进一步测试便能确定。

二、换向器故障检测

1 片间短路

如果按图1所示的方法检查, 若毫伏表读数为零, 多为换向器片间短路。要判明是绕组元件短路还是换向片短路时, 应将该绕组元件的接线头从换向片上焊下来, 分别测试便能确定。

2 换向器通地

通地故障经常发生在前部的云母环上, 该环有一部分露在外面, 由于灰尘、油污和其它碎屑堆积在上面, 很容易造成通地故障。发生通地故障时, 这部分的云母片大都已烧毁, 寻找起来比较容易, 也可用万用表或校验灯进行检查。

3 云母片凸出

由于换向器的换向片磨损比云母快, 往往出现云母凸出。云母片凸出, 电机在运行时, 电刷火花过大或产生异常噪声。

三、电刷火花过大检测

故障分析:

1 电刷不在中性线上

确定电刷架中性线位置。通常用图3的感应法检查:将励磁绕组通过开关接到1.5V~3V的直流电源上, 毫伏表接到相邻两组的电刷上 (电刷与换向器的接触一定要良好) 。当打开或合上开关时, 即交替接通和断开励磁绕组的电流, 毫伏表的指针会左右摆动, 这时将电刷架顺电动机的旋转方向或逆电动机的旋转方向缓慢移动, 直到毫伏表的指针几乎不动时, 刷架位置就是中性线的位置。

2 电刷与换向器接触不良

电刷与换向器表面应有良好的接触。正常的电刷压力为 (1.5~2.5) ×104Pa, 电刷的压力可用弹簧秤测量。电刷与刷握框的配合不宜过紧, 应有不大于0.15mm左右的间隙。

3刷握松动或装置不正。

4电刷压力不当或不匀。

5 电刷与刷握配合太紧、不圆、有污垢。

6 换向器片间云母片凸出。

7电刷磨损过度或尺寸牌号不符。

8过载。

9电动机地脚松动, 发生震动。

10换向极绕组短路。

11 电枢绕组与换向器脱焊

用毫伏表检查换向器片间的电压是否平衡, 检查方法见图1所示, 如电压特别大, 说明该处有脱焊现象, 应进行重焊。

12 换向极绕组接反

通以12V直流电, 用指南针判别并纠正换向极与主磁极极性关系, 磁极顺序应为N-S-S-N。

13 刷架位置不均衡

引起电刷间电流分布不均匀。

四、不能起动检测

故障分析:

(1) 无电源

检查线路、起动器、熔丝是否完好。

(2) 过载。

(3) 起动电流太小

检查所用起动器是否合适。

(4) 电刷接触不良

检查刷握弹簧是否松弛。

(5) 励磁回路断路

检查起动器及磁场绕组是否断路。

五、转速过高检测

故障分析:

(1) 电源电压过高。

(2) 励磁电流太小。

检查磁场调节电阻是否过大, 检查磁场绕组与起动器或调速器连接是否接触良好, 励磁绕组有无匝间短路, 使励磁电动势减小。

(3) 励磁绕组断线, 使励磁电流为零, 电机飞速。

(4) 电枢及磁场绕组短路。用电阻法检查是否短路。

( 5 ) 串励电动机轻载或空载运转。

(6) 串励磁场绕组接反。

六、电枢冒烟检测

故障分析:

(1) 电机长时期过载。

(2) 换向器或电枢短路

用毫伏表检查是否短路, 是否有金属屑落入换向器或电枢绕组中。

(3) 电动机端电压过低。

(4) 起动频繁或反向运转过频。

(5) 定子与转子铁芯相擦

检查轴承是否磨损, 气隙是否均匀。

七、励磁绕组过热检测

故障分析:

(1) 并励绕组匝间短路

分别测量每一绕组电阻。

(2) 电动机端电压长期超过额定值。

八、机壳漏电检测

故障分析:

(1) 绝缘电阻过低。

(2) 出线头碰壳。

(3) 接线板或绕组绝缘损坏。

(4) 接地装置接触不良。

结语

综上所述, 由于直流电机的结构比较复杂, 其故障诊断也比较麻烦, 因此, 必须熟练掌握其结构和性能, 在工作中要不断积累经验, 才能掌握直流电机的故障检测方法。

参考文献

[1]李佩禹.电动机维修技术[M].北京:高等教育出版社, 1999.

[2]闫和平.常用电机与电气控制技术问答[M].北京:机械工业出版社, 2007.

[3]徐文媛.电机修理自学通[M].北京:中国电力出版社, 2004.

直流电动机 篇2

我们用导线将开关、直流电动机和几节干电池连接组成了电路，当闭合开关后，会发现直流电动机转动了起来.如果将干电池反过来连接时，发现直流电动机转动的方向发生了变化.那么，直流电动机的转动方向与什么因素有关？如果我们想改变直流电动机转动的快慢，该如何操作呢？即直流电动机的转动快慢与什么因素有关呢？

进行猜想

猜想1：直流电动机的转动方向可能与电流方向有关.

猜想2：直流电动机的转动方向可能与磁场方向有关.

猜想3：直流电动机的转动速度可能与电流大小有关，电流越大，转动越快.

进行实验

1． 实验器材：直流电动机模型、滑动变阻器、开关、电源和导线若干.

2． 实验步骤：按照右图所示的装置图连接电路，按下表中的实验操作进行5次实验，并将实验探究过程中观察到的现象填入下表中.

分析论证

根据表格中的实验现象可以归纳出：直流电动机的转动方向与电流方向和磁场方向的有关；直流电动机的转动快慢与电流的大小有关，电流越大，电动机的转动越快.故猜想1、2、3均正确.

辅导老师点评

在连接电路完毕，闭合开关时，若发现直流电动机安装后不能转动，其可能原因有两个：一是线圈处于平衡位置；二是电路连接过程中某处接触不良.排除方法：第一种情况只要用手轻轻转动电动机的转轴，使线圈转过平衡位置即可；第二种情况需要检查电刷与换向器之间的接触是否良好，是否松动或过紧，检查轴和轴架安装是否良好，还要检查各个接线柱的连接是否完好.另外，在实验中，如果将磁极位置和电源两极位置同时对调，即当电流方向和磁场方向同时改变时，线圈的转动方向保持不变.

直流电动机调速方法分析 篇3

关键词：自动控制技术教学,直流电动机调速,电枢回路

0前言

《自动控制技术》是全国高等职业技术院校电气维修专业教材, 供各类高职院校、技师学院、高级技校相关专业使用, 其中直流电动机调速系统的调速原理、系统特征以及系统分析是自动控制技术学习的重点内容。

直流电动机具有良好的起、制动性能, 适宜于在大范围内平滑调速, 在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动领域中有着广泛的应用。因此, 教授学生学习直流电动机的调速原理及方法具有积极的现实意义。

通过电力拖动课程的学习我们已经知道, 直流电动机的速度N= (U-Ia Ra) /KeФ。通过数学知识我们知道, 只需改变此公式中的任一项就可改变直流电动机的转速。下面我们逐一进行分析:

1 改变电源电压U

改变电源电压U的大小来改变直流电动机的转速是最显而易见的调速方法。在生活中我们都有这样的生活经验, 输入电压越高, 电动机的转速就越大, 输入电压越低, 电动机的转速就越低。

此种调速方法的优点是调速范围宽广, 可以从低速一直调到额定转速, 速度变化平滑, 通常称为无极调速。调速过程中没有附加能量损耗。电压降低后, 机械特性硬度不变, 稳定性好。

但此类方法的缺点也是显而易见的。首先要获得可调的直流电压就需要安装三相异步电动机拖动直流他励发电机, 由发电机产生直流电压供给直流电动机进行工作。那么在这个系统中就至少需要有三台容量相当的交流电动机、直流发电机和和直流电动机。同时这些设备在工作时耗电较大, 噪音及干扰也较大。同时为安全起见, 此类调速方法电压只能从0调至额定电压, 转速从0调制额定转速, 无法再调高 (因端电压不能超过额定电压) 。

2 改变电枢回路电阻

直流电动机速度公式中的第二项, 即Ia Ra可以理解为电动机电枢回路电阻因发热、振动、摩擦等因素而损耗掉的部分输入电压。因此我们只需要改变电枢回路中的电阻即可实现调速的目的。

此类方法的优点是:所需设备较简单, 成本低, 在小功率直流电动机中用的较多。

此类方法的缺点是:因只能在电枢回路中增加电阻, 无法减小电阻, 此方法只能用来降低直流电动机的转速。而且此调速为有级调速。特性曲线较软, 负载变动时, 电动机转速变化较大。同时因为增加了电阻也就增加了能量损耗, 经济性能变差。

3 削弱磁场

直流电动机速度公式分母中的KeФ为电动机在额定磁通下的电动势转速比。其中Ke为电动机常数, 在不改变电动机内部结构的前提下Ke保持不变, 因此我们只能通过改变Ф, 即电动机励磁回路的磁通量来改变直流电动机的转速。我们可以通过在电动机励磁回路中添加阻磁材料的方法减小电动机励磁回路的磁通量, 即削弱磁场, 从而改变电动机的转速。

此类方法的优点是:调速在励磁回路中进行, 功率较小, 能量损耗小、控制方便。同时可以做到平滑的无级调速。

缺点是:因为只能削弱磁场, 因此转速只能从额定转速往上调, 不能再额定转速一下调速。调速范围较窄, 而且当磁通减少太多时, 由于电枢磁场对主磁场的影响加大而使电动机换向困难, 火花较大。此外, 在使用此类调速方法时还必须考虑到电枢机械强度的影响, 最高转速应控制在两倍额定转速的范围内。

三种调速方法各有优缺点, 在实际工作环境中常常将两种以上的方法结合起来使用。在教学过程我们发现, 在理论课堂上学生对于每种调速方法的名称及原理都能比较好的掌握, 但对于每种调速方法的优缺点及适用场合掌握的不够, 特别是当几种方法结合起来使用时, 学生会对调速过程中的加速、减速产生很大的困扰。这就要求我们教师应引导学生在了解各类调速的方法基础上, 更进一步深入了解各类调速方法的优缺点和适用范围。在条件允许的情况下, 应组织学生在实训车间进行实际操作, 通过实际操作亲身体会各类调速方法的实际效果和局限性, 特别是改变电枢回路电阻调速和削弱磁场调速, 这两种调速方法因技术要求较高, 学生在理论学习时就很难理解, 在实训车间实习时有时也很难通过实验实现其调速过程, 这就要求实习指导教师在指导时应有侧重点, 对于较难掌握的两种调速方法应重点指导, 特别是削弱磁场调速, 在添加阻磁材料时应特别提醒学生注意, 控制磁通量不得小于额定磁通量的一半, 既转速不得超过额定转速的两倍, 以避免事故的发生。

4 总结

通过近几年来的教学实践, 理论+操作已被证明是提高学习效率的有效途径之一, 特别是对于职业院校的学生, 理论学习可能并不是他们的长处, 但动手能力强正是他们的优点, 而目前就业市场上对于既有理论知识又能实际操作的就业人员缺口很大, 待遇也水涨船高。这也正是职业院校区别于普通高校, 职业院校的学生提高社会认知度和实现自我价值的有利条件。

参考文献

[1]肖建章.自动控制技术[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2004.

直流电动机 篇4

第一章

直流电动机工作原理

图1-1 直流电动机工作原理示意图

图1.1是一台直流电机的最简单模型。N和S是一对固定的磁极，可以是电磁铁，也可以是永久磁铁。磁极之间有一个可以转动的铁质圆柱体，称为电枢铁心。铁心表面固定一个用绝缘导体构成的电枢线圈abcd，线圈的两端分别接到相互绝缘的两个半圆形铜片(换向片)上，它们的组合在一起称为换向器，在每个半圆铜片上又分别放置一个固定不动而与之滑动接触的电刷A和B，线圈abcd通过换向器和电刷接通外电路。

将外部直流电源加于电刷A(正极)和B(负极)上，则线圈abcd中流过电流，在导体ab中，电流由a指向b，在导体cd中，电流由c指向d。导体ab和cd分别处于N、S极磁场中，受到电磁力的作用。用左手定则可知导体ab和cd均受到电磁力的作用，且形成的转矩逆时针方向旋转，如图1-1(a)所示。当电枢旋转180°，导体cd转到N极下，ab转到S极下，如图1-1（b)所示，由于电流仍从电刷A流入，使cd中的电流变为由d流向c，而ab中的电流由b流向a，从电刷B流出，用左手定则判别可知，电磁转矩的方向仍是逆时针方同。

由此可见，加于直流电动机的直流电源，借助于换向器和电刷的作用，使直流电动机电枢线圈中流过的电流，方向是交变的，从而使电枢产生的电磁转矩的方向恒定不变，确保直流电动机朝确定的方向连续旋转。这就是直流电动机的基本工作原理。

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第二章

直流电动机的分类

根据励磁方式的不同，直流电机可以分为他励、并励、串励和复励四种。

图2-1 直流电动机按励磁方式的分类

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第三章

他励直流电动机的机械特性

在他励电动机中，Ua,Ra,If保持不变时，电动机的转速n与电磁转矩T之间的关系称为他励电动机的机械特性。根据公式：

TCTIa

ECEn

UaEIaRa

可得，他励电动机的转速与转矩之间有如下关系：

UIRUIRURaEnaaaaaaaTn0T

CECECECECECECT2当Ua、Ra、为常数时，nfT为一条向下倾斜的直线，如图3所示：

图3-0 他励直流电动机的固有特性

Ua 称为理想空载转速； CERa  称为机械特性的斜率，大小反映软特性与硬特性； 2CECTRaT 称为负载时的转速降。

nTCECT由于电枢电路电阻Ra很小，所以机械特性的斜率很小，硬度很大,固有特性为硬特性。其中： n0 3

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3.1 固有机械特性

UUN、N电枢回路不串电阻时的机械特性。其方程式为：

UIRUIRURaE naaaaaaaTn0T

CECECECECECECT2由于Ra较小，特性的斜率小，所以他励直流电动机的固有机械特性是一条稍稍向下

倾斜的直线，如3-2所示：

图3-1 他励直流电动机的固有特性

固有特性称为硬特性，其额定转速变化率为：

nn0nNN%n100%

N3.2 电枢串接电阻时的人为机械特性

将电枢回路串接电阻，而保持电源电压和励磁磁通不变其机械特性如图3-2所示： 4

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图3-2 电枢串接电阻时的人为机械特性

与固有机械特性相比，电枢串接电阻时的人为机械特性具有如下一些特点:

1、理想空载转速与固有特性时相同，且不随串接电阻Ra的变化而变化；

2、随着串接电阻的加大，特性的斜率加大，转速降落n加大，特性变软，稳定性变差；

3、机械特性由与纵坐标轴交于一点nn0但具有不同斜率的射线族所组成；

4、串入的附加电阻越大，电枢电流流过附加电阻所产生的损耗就越大。

3.3 改变电源电压时的人为机械特性

此时电枢回路附加电阻Rka0，磁通保持不变。改变电源电压，一般是由额定电压向下改变。

由机械特性方程，得出这时的人为机械特性如图3-3所示。

与固有机械特性相比，当电源电压降低时，其机械特性的特点为：

1、特性斜率不变，理想空载转速n0降低；

2、机械特性曲线平行下移，机械特性由一组平行线所组成；

3、不变，机械特性的硬度不变。

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图3-3 改变电源电压时的人为机械特性

3.4 减小励磁电流时的人为特性

减小励磁电流I，则磁通减小，n0增加，增加，减小，人为特性如图3-4所示：

图3-4 减小励磁电流时的人为特性

第四章 他励直流电机的制动

为了满足生产和生活的需要，电力拖动系统往往需要使电动机尽快停转或者由高速运行迅速转为低速运行，为此需要对电动机进行制动，同时对于位能性负载的工作结构，为

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了获得稳定的下降速度也需要对电动机进行制动。

制动是电动机一个重要的运行状态，其运行的特点是电磁转矩Tm的方向与旋转方向n相反。

4.1 他励直流电动机的制动种类

他励直流电动机的制动方法包括能耗制动、反接制动和回馈制动三种。

4.2 回馈制动

他励电动机回馈制动的特点是：使电动机的转速大于理想空载转速，因而EUa，电机处于发电状态，将系统的动能转换成电能回馈给电网。

回馈制动又分为以下两种类型。

4.2.1 正向回馈制动——电车下坡

电车在平地行驶或上坡时，负载转矩TL阻碍电车前往行驶。如图4-1所示：

图4-1 回馈制动电车下坡过程

系统工作在机械特性与负载特性2的交点a上。电车下坡时，TL反向变成帮助电车向下加速行驶，负载特性变为特性3。在T和TL的共同作用下，n加速，工作点由a点沿特性1向上移动。到达n0时，T0，但TL0，即-TL与n方向相同，在TL作用下，电机继续加速，工作点越过n0继续向上移动。这时T反向，成为阻止电车下坡的制动转矩。但

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TLT，工作点继续上移，直至机械特性1与负载特性3的交点b为止，TTL，电车恒速往下行驶。自从工作点越过n0后，nn0，使得EUa，电动机就进入了回馈制动过程，到达b点后，电机便处于回馈制动运行。由于这种回馈制动，电枢电压方向没有改变，故称正向回馈制动。正向回馈制动与电机状态相比，虽然n、E、Ua的方向都未改变，但因EUa，使得Ia以及T反向，两者的区别如图4-2所示：

（a）电动状态（b）制动状态

图4-2 正向回馈制动时的电路图

正向回馈制动在调速过程中也时常出现，当电动机减速时，若减速后的理想空载转速低于减速前的转速，电机便会在调速过程的某一阶段处于正向回馈制动过程。如图4-3所示：

（a）改变电枢电压调速（b）改变励磁电流调速

图4-3 调速时出现的正向回馈制动

在改变电枢电压调速和改变励磁电流调速时，工作点都要从a点平移到b点，然后经c点到达d点稳定运行。在bc阶段，nn0，电机处于正向回馈制动过程中。它的存在，有利于缩短bc短的时间，加快调速过程。

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4.2.2 反向回馈制动——下放重物

制动时，将电枢电压反向，并且在电枢回路中串联一个制动电阻Rb。制动前后的电路图如图4-4所示：

（a）电动状态（b）制动状态

图4-4 反向回馈制动时的电路图

这时，电动机拖动的是位能性恒转矩负载。如图4-5所示：

图4-5 回馈制动下放重物过程

制动前，系统运行在机械特性1与负载特性3的交点a上。制动瞬间，工作点平移到人为特性2上的b点，T反向，n迅速下降。当工作点到达c点时，在T和TL的共同作用下，电动机反向起动，工作点沿特性2继续下移。到达d点时，转矩等于理想空载转矩，T0，但TL0，在重物的重力作用下，系统继续反向加速，工作点继续下移。当工作点到达e点时，TTL，系统重新稳定运行。这时的电动机在比理想空载转速高的转速下稳定下放重物。

在上述制动过程中，bc段电机处于电压反向反接制动过程，cd段电机处于反向起动过程，de段电机处于回馈制动过程，在e点电机处于回馈制动运行。由于这种回馈制动是

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在电枢电压反向后得到的，故称反向回馈制动。

反向回馈制动运行时，与图4-4（a）的电动状态时相比，如图4-4（b）所示，由于n反向，E反向，且EUa，Ia方向不变，T方向不变，但与n方向相反，成为制动转矩。电机处于发电状态，将系统的动能转换成电能送回电源。

回馈制动的效果也与制动电阻Rb的大小有关。Rb小，则特性2的斜率小，转速低，下放重物慢。

由图4-4（b）可知，回馈制动运行时，为简化分析，只取各量的绝对值，而不考虑其正负，则

RaRbEUaCEnUaCT（CEnUa）

TIaTCT可见，若要以转速n下放负载转矩TL的重物，制动电阻应为

RaCT（CEnUa）Ra TLT0忽略T0，则

RaCT（CEnUa）Ra TL采用回馈制动下放重物时，转速很高，超过了理想空载转矩，要注意转速不得超过电机允许的最高转矩（产品目录或电机手册中可以查到）。同时还要注意有上式求得的Rb还要满足Rb

UaEbRa的要求。Iamax

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结论

他励电动机回馈制动就是使电动机的转速大于理想空载转速，因而EUa，电机处于发电状态，将系统的动能转换成电能回馈给电网。如果直流电源采用电力电子设备,则需要有逆变装置才能将电能回馈给电网.回馈制动主要分为一下两种:正向回馈制动—电车下坡.电动机车下坡时，重力加速度将使车速增高，为了安全需要制动限速。当电动机转速升高而增大的电枢感应电动势大于电网电压时，电动机便变为发电机运行，它的电枢电流和电磁转矩的方向都将倒转，就限制了转速进一步增高，起了制动作用。电枢电流方向倒转，电功率回馈到电网，故称为回馈制动，回馈的电功率来源于电动机车下坡时所释放出来的位能。反向回馈制动—下放重物.辽宁工程技术大学电机与拖动课程设计

心得体会

我们通过学习电机与拖动，对他励直流电动机有了一些初步了解，但那都是一些理论的东西。通过这次他励直流电动机的课程设计，我们才把学到的知识与实践相结合。从而对我们学的知识有了更进一步的理解，使我们进一步加深了对所学知识的记忆。

在此次的他励直流电动机的设计过程中，我更进一步地熟悉了电动机的结构及掌握了各组成部分的工作原理和其具体的使用方法。也锻炼了自己独立思考问题的能力和通过查看相关资料来解决问题的习惯。虽然这只是一次简单的课程设计，但通过这次课程设计我们了解了课程设计的一般步骤，和设计中应注意的问题，同时我们也掌握了做设计的基本流程，为我们以后进行更复杂的设计奠定了坚实的基础。设计本身并不是有很重要的意义，而是同学们对待问题时的态度和处理事情的能力。至于设计的成绩无须看的太过于重要，而是设计的过程，设计的思想中的每一个环节，设计中各个部分的功能是如何实现的。各个部分能够完成什么样的功能，使用材料时应该注意那些要点。同一个部分可以用哪些材料实现，各种材料实现同一个功能的区别。另外，我们设计要从市场需求出发，既要有强大的功能，又要在价格方面比同等档次的便宜。

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参考文献

【1】.唐介

《电机与拖动》

高等教育出版社 【2】.汤蕴

《电机学》

西安交通大学出版社 【3】.刘启新

《电机与拖动基础》

中国电力出版社 【4】.唐介

【5】.李晓竹

高等教育出版社

中国矿业大学出版社 13 《控制微电机》

直流电动机 篇5

关键词：直流串励牵引电动机；工作原理

中图分类号：TM922.71文献标识码：A文章编号：1000-8136(2009)23-0012-02

随着中国国民经济的大力发展，在国民生产中大力提倡节能环保，为了铁路的高速发展，铁路干线上大力使用节能环保的电力机车，驱动电力机车车辆运行的主动力主要是直流串励牵引电动机。牵引电动机有多种类型，如直流串励牵引电动机、交流异步直流串励牵引电动机和交流同步直流串励牵引电动机等。

直流串励牵引电动机的工作原理与一般直流牵引电动机相同，但有特殊的工作条件：空间尺寸受到轨距和动轮直径的限制；在机车运行通过轨缝和道岔时要承受相当大的冲击振动；大、小齿轮啮合不良时电枢上会产生强烈的扭转振动；在恶劣环境中运用，雨、雪、灰沙容易侵入等。因此直流串励牵引电动机在设计和结构上也有许多要求，如要充分利用机体内部空间使结构紧凑，要采用较高级的绝缘材料和导磁材料，零部件需有较高的机械强度和刚度，整台电机需有良好的通风散热条件和防尘防潮能力，要采取特殊的措施以应付比较困难的“换向”条件以减少炭刷下的火花等。牵引电机通过齿轮与轮对相连结，在机车或动车上用于驱动一根或几根动轮轴，直流串励牵引电动机有两种悬挂方式。一种是直流串励牵引电动机和动轮轴连接的悬挂方式，称为抱轴式悬挂或半悬挂。采用这种悬挂方式时，动轮通过轨缝和道岔所产生的冲击振动会直接传给直流串励牵引电动机。抱轴式悬挂适用于结构速度低于120 km/h的机车车辆。另一种是架承式悬挂(或称全悬挂)。采用这种悬挂方式时直流串励牵引电动机固定悬挂在转向架构架上，在直流串励牵引电动机轴端和小、大齿轮之间加入各种弹性连接元件，以减小冲击振动的影响，架承式悬挂适用于结构速度高于120 km/h的机车车辆。

直流串励牵引电动机主要由定子和旋转的电枢(转子)两大部分组成，定子的作用是产生磁场和作为整台电机的机械支撑，它的零部件有主磁极、换向级、机坐、端盖及轴承等。转子是用来产生感应电动势和电磁转矩以实现能量转换的主要部件，它由电枢铁芯、电枢绕组、换向器和转轴组成。通过两端的轴承，电枢与定子保持相对位置，它们之间有合适的气隙。又要旋转自如，电枢除了机械支撑外，还是电路和磁路的一部分。

在用牵引变压器降压经硅整流器或大功率晶闸管整流后供电给直流串励牵引电动机时，加在直流串励牵引电动机上的电压为脉动电压，因此，这种直流串励牵引电动机称为脉流直流串励牵引电动机。大功率脉流直流串励牵引电动机的“换向”条件更加困难。此外，电动机内部还有一些附加损耗，从而引起电动机温升。因此，脉流直流串励牵引电动机在设计和结构上还要采取加装换向级和补偿绕组等特殊措施，以解决“换向”和温升两个突出的问题。

直流串励牵引电动机的工作原理是直流串励牵引电动机的换向器端装有电刷装置，当电刷从晶闸管整流电路获得电流后。将电流传给电枢绕组与外电路连接起来，由于直流串励牵引电动机是串励电动机，主磁极励磁绕组与电枢绕组串联，这时在励磁绕组上产生电流，使固定在机坐上的6个主磁极分别按N、S级显示磁性，产生了直流串励牵引电动机的主磁场，见图1。

瞬时电流的流向为+→A→换向片→1→a→-b→c→d→换向片→2→B→-。根据电磁力定律载流导体ab、cd即电枢绕组都将受到电磁力的作用，其受力大小为f＝Bil，电枢绕组受力方向用左手定则判断，在次瞬时ab位于N极下，电流由a流向b，受力方向从右向左，而cd位于s极下电流从c到d，其受力方向从左向右，由于电枢绕组导体固定在电枢铁芯上，而电枢铁芯又固定在转轴上，因此绕组导体受到的电磁力对转轴形成电磁转矩T。在电磁转矩T的作用下，电枢便逆时针旋转起来。

当电枢逆时针转过90°时，电刷不与换向片接触，而与换向片之间的绝缘片接触，此时线圈中没有电流通过，电流i=0，故电磁转矩T=0。由于机械惯性的作用，电枢仍能转过一个角度，这时电刷A与换向片2接触，电刷B与换向片1接触，线圈中有电流通过，导体db、cd中电流改变了方向，即为b→a、d→c，且导体ab转到原来cd在的地方且电流方向与原来电流方向c→d一样，因此原磁极极性不变仍为s极，所以导体ab所受到的电磁力f方向从左到右，同理cd转到N极下，cd所受的电磁力方向从右到左，因此线圈仍受到逆时针方向电磁转矩的作用，电枢始终保持同一方向旋转。

在直流串励牵引电动机中，电刷两边虽然加的是直流电源，但在电刷和换向器的作用下，线圈内部却变成了交流电，从而产生了单方向的电磁转矩，驱动电动机持续旋转。同时放置的线圈中也将产生感应电动势，其方向与线圈中从电刷和换向器流入的电流相反，故称反电动势。反电动势的表达式为E=Cen?(v)式中Ce为电机常数，Ce=pN/60 a，n是电机转子转速，φ是电机主磁通，电动机外加电压与反电动势的关系为U=E+IR，再通过变换就可以求出电动机转速表达式N=(u IR)/ceφ，直流串励牵引电动机若要维持继续旋转，外加电压必须高于反电动势，才能不断地克服反电动势而流入电流，将电能转换为机械能。

直流电动机降压启动的应用 篇6

当今, 在工农业生产中, 自动化控制系统在各行各业均得到了广泛应用与发展, 虽然目前应用最广泛的是三相异步电动机, 但在一些要求调速较高的生产机械设备中, 如龙门刨床、轧钢机等多数仍采用直流电动机进行拖动。直流电动机是出现最早的电机, 是将直流电能转换为机械能的传动装置。直流电动机因为具有控制性能优良、转速调节灵活、方法相对简单、容易大范围平滑调速等众多优点, 所以一直在机械传动领域占有相当重要的地位, 目前广泛应用于冶金、煤矿、机床厂等大型企业的自动化系统中。随着现代化生产规模的日趋扩大与电力电子技术的快速发展, 许多企业对直流电动机的应用性能提出了更高的要求。虽然近年来, 交流变频技术有了一定的发展, 但仍不能代替直流电动机在电力拖动自动控制系统中的重要作用, 因此, 研究直流电动机在拖动中的高性能、高可靠性的安全运行具有十分重要的现实意义。本文简要介绍了直流电动机的结构、工作原理、分类、优缺点, 浅析了直流电动机降压启动的应用。

1 直流电动机的结构

直流电动机一般由定子和转子2个最基本部分组成, 定子是直流电动机的静止部分。它主要包括主磁极、换向磁极、机座、端盖和电刷装置等部件。直流电动机的转子也称为电枢, 是直流电动机的旋转部分, 由电枢铁芯、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等部分组成。

2 直流电动机的工作原理

直流电动机在外加直流电源的作用下, 电动机定子提供磁场, 直流电源向转子的绕组提供电流, 并在可绕轴转动的导体中形成电流, 载流导体在磁场中将受到电磁力的作用而进行旋转, 而直流电动机的换向器使转子电流与磁场产生的转矩保持方向不变。载流导体借助于电刷和换向器的作用, 使得电动机能连续运转, 这一过程便将直流电能转换成机械能。同时, 直流电动机的运行具有可逆性, 一台直流电动机既可作为直流发电机运行, 又可作为直流电动机运行。当输入机械转矩时, 使电机旋转而产生感应电动势, 作直流发电机运行。反之, 当输入直流电能时, 产生电磁转矩而使电机旋转, 作直流电动机运行。

3 直流电动机的分类

直流电动机根据励磁方式的不同, 可以分为下列几种类型:

3.1 他励直流电动机

其特点是电动机的励磁绕组与电枢绕组无联接关系, 而由其他直流电源对励磁绕组供电的直流电动机, 其励磁电流不受电枢端电压或电枢电流的影响。

3.2 并励直流电动机

其特点是励磁绕组与电枢绕组相并联起来, 是电动机本身发出来的端电压为励磁绕组供电, 并励直流电动机励磁绕组与电枢共用同一电源, 并励绕组两端电压就是电枢两端电压, 但是励磁绕组由细导线绕成, 其匝数多, 因此具有较大的电阻, 使得通过它的励磁电流较小。

3.3 串励直流电机

其特点是将励磁绕组与电枢绕组串联后, 再接入直流电源, 其直流电动机的励磁电流就是电枢电流, 这种电动机内磁场随着电枢电流的改变有显著的变化。为了使励磁绕组中不致引起大的损耗和电压降, 励磁绕组的电阻越小越好, 所以直流串励电动机通常用较粗的导线绕成, 其匝数较少。

3.4 复励直流电机

复励直流电动机有并励和串励2个励磁绕组, 若串励绕组产生的磁通势与并励绕组产生的磁通势方向相同称为积复励。若2个磁通势方向相反, 则称为差复励, 电动机的磁通是由2个绕组内的励磁电流产生。

4 直流电动机的优缺点

4.1 优点

直流电动机的调速性能平滑良好。所谓“调速性能”是指直流电动机在一定负载的条件下, 操作工根据生产需要, 人为地改变了电动机的转速。直流电动机可以在重负载条件下, 实现均匀、平滑的无级调速, 而且调速范围较宽, 启动力矩大, 可以均匀而经济地实现转速调节。因此, 凡是在重负载下启动或要求均匀调节转速的机械设备, 譬如大型可逆轧钢机、大型刨床、卷扬机、电力机车、大型电车等, 多数采用直流电机拖动。

4.2 缺点

直流电动机的缺点是制作工艺比较复杂、生产成本相对较高、维护较困难, 同时可靠性较差。

5 直流电动机的降压启动

5.1 概念

直流电动机从接通电源开始转动, 升速到某一固定转数稳定运行, 这一过程称为电动机的启动过程。

5.2 直流电动机的降压形式

直流电动机一般由全压启动、变阻器启动与降压启动3种基本方式。

5.2.1 全压启动

全压启动是将电动机直接接入到额定电压的电源上启动, 其优点是不需其他设备辅助, 操作简便;缺点是启动电流大。因此, 它只适用于小型电动机。

5.2.2 变阻器启动

变阻器启动是在启动时将一组启动电阻串入电枢回路中来限制启动电流, 其优点是启动电流小;缺点是变阻器比较笨重, 在启动过程中要消耗很多的能量。

5.2.3 降压启动

降压启动是让直流电动机在启动时通过暂时降低供电电压的办法来限制启动电流, 即在启动瞬间, 降低供电电源电压, 同时随着转速和反电动势升高, 逐步提高供电电压, 最后到达额定电压时, 电动机达到所要求的转速。该启动方式能够让电动机线性启动, 没有冲击转矩和冲击电流。配齐一套可变电压的直流电源装置, 因投资较大, 一般只在大功率电动机使用。直流发电机、电动机组、晶闸管整流装置、电动机组等均采用该降压方式启动。

直流电动机启动瞬间因转速为零, 所以电枢中反电势也等于零, 电枢中通过的电流为外施电压除以电枢回路中的电阻值。由于该电阻值很小, 在全压启动时, 启动电流可达额定电流的10～20倍, 使得电枢过热, 产生巨大的电磁力, 并造成电动机换向恶化, 产生强烈火花。因此, 对于4 k W以上的直流电机, 其启动电流为6～8倍的额定电流, 不允许直接启动。

5.3 直流电动机降压启动的原理说明

对于功率较大而且启动频繁的电机, 多采用降低端电压的方法。电动机在启动过程中, 随着电机的转速不断升高, 电机的端电压也逐步升高, 在将直流电动机的电枢电流限制在一定范围内的同时, 也获得了较大电磁转矩。其简单原理如图1所示:当合上开关后, 按下启动按钮, 接触器1KM线圈获得电吸合, 其常开触点闭合, 电动机电枢回路串入电阻R作降压启动, 1KM的一个常开触点闭合, 实现自锁, KT线圈得电。与此同时, 3KM接触器动作, 其常闭触点断开。当电动机转速升高, 使电枢电流下降, 3KM释放, 其常闭触点闭合, 2KM获电动作, 2KM的常开触点闭合, 将降压电阻R短接, 电动机便开始在额定工作电压下正常运行。采用延时继电器KT, 目的为了防止在启动之初, 降压电阻R被接触器2KM短接。这样在直流电动机的启动过程中, 启动平滑、耗能少的特点凸显。

5.4 各类直流电动机降压要点

5.4.1 他励直流电动机

其在启动时需在施加电枢电源之前, 应先接上额定励磁电压, 以保证启动过程中产生足够大的反电动势, 迅速减少启动电流和保证足够大的启动转矩, 以加速启动过程。直流电动机在没有励磁的状态下启动, 由于没有足够的启动转矩, 电动机持续处在过大的电流状态下, 或者虽能空载启动, 但会发生转速过高即“飞车” (磁场为剩磁) 的事故。

5.4.2 并励直流电动机

其在启动时, 励磁绕组的两端电压必须保证为额定电压, 否则启动电流将会很大, 启动转矩可能很小, 甚至仍不能启动。

5.4.3 串励直流电动机

其在启动时, 启动电流很大。为限制启动电流, 常采用在电枢回路中串入电阻 (称为启动电阻) 进行启动, 并在启动过程中, 将电阻逐级切除, 即为多级启动。

直流电动机常采用减小电枢电压和电枢回路串入电阻2种方法限制启动电流。随着晶闸管技术的发展, 使用减小电枢电压来限制启动电流的方法日趋广泛, 而在没有可调直流电源的场合多采用电枢回路串入电阻多级启动方法。

6 结语

通过以上的分析, 我们了解到直流电动机的工作原理及其启动过程, 对直流电动机的降压启动有了更深刻的理解与体会。直流电动机的降压启动避免了电动机在启动瞬时的电流过大现象, 解决了由电流过大而导致的换向困难、换向器表面产生较大电火花, 造成所在电网不稳定等一系列的问题, 值得大力推广。

摘要：简要介绍了直流电动机的结构、工作原理、分类以及优缺点, 并分析和探讨了直流电动机降压启动的应用问题。

关键词：直流电动机,工作原理,降压启动,应用

参考文献

[1]贾艳华.直流调速系统新型算法的研究[D].河北工业大学, 2000

[2]宋桂英.内反馈电动机及其调速系统[D].河北工业大学, 2000

直流电动机的PID整定 篇7

关键词：实数编码遗传算法,PID整定

0引言

直流电动机虽然结构复杂,体积大,运行费用高,但是它的起动,调速性能好,在轧钢机、电力机车等方面获得广泛应用。PID参数整定是直流电动机PID控制中存在的重要问题,因为传统的PID控制不能达到要求的控制效果。PID参数整定的方法虽然很多,但在不稳定的实际生产控制过程中,很难达到理想的整定效果[1],因此本文在PID参数值的整定方面做了详细探讨。

1 直流电动机的数学模型

在直流电机调速系统中通常是以他励式直流电动机为控制对象,根据直流电动机的相关参数可得直流电动机数学模型的传递函数表达式:

2 直流电动机的模拟PID控制

直流电动机的模拟PID控制系统由模拟PID控制器和直流电动机构成。

在Simulink下进行仿真,rin=1000r/min,仿真结果如图1、图2:

由此看出PID控制器的优点是:

1)控制方法简单,无超调,响应快;

2)控制器的算法在结构上具有很好的鲁棒性。

上述传统PID控制器参数范围变化大,要经过大量工作才能达到预期的控制结果,整定方法又比较麻烦,因此采用基于实数编码遗传算法的PID整定方法。

3 基于实数编码遗传算法的PID整定

基于实数编码遗传算法的PID整定方法的基本步骤:

3.1 确定参数

根据控制范围和精度,把二进制字串连成长的二进制字串,作为操作的对象。

3.2 选取初始种群

初始种群所由计算机随机产生。

该方法以控制量、误差和上升时间做为约束条件,以达到更好控制效果[2]。即从满足条件的一组参数中,寻找一个最好的。根据整定程序当G=200时,阶跃响应曲线如图3,当G=800时,阶跃响应曲线如图4:

由此,遗传算法具有以下优点:

1)遗传算法不需要复杂的规则,操作简单、整定速度快的优点,大大减小了工作量。

2)遗传算法不是传统的从单点出发及搜索,而是从许多点开始并行操作,在解空间进行高效启发式搜索使寻优速度更快。

通过以上分析可知采用基于实数编码遗传算法的PID整定方法,具有操作简单、整定速度快等很多优点。遗传算法作为一种全局优化算法,应用越来越广范。

参考文献

[1]杨西侠,林家恒.基于专家系统的自校正模糊控制器[J].电气传动自动化,2006,23(2).

新直流电动机的换向策略研究 篇8

电枢反应是直流电机的核心问题,它对电机性能及换向有重要影响。有刷直流电机的机械换向与新直流电机( 本研究称New DCM) 的电子换向有根本的区别,因此电枢反应对二者的影响也是不同的。有刷电机有独立的换向回路,主电路始终连接在正、负电源上,在延时或超前换向时会产生换向火花,交轴电枢反应使气隙磁场发生严重畸变,使物理中心线产生偏移。 New DCM的换向会改变绕组电路的拓扑结构,电枢反应改变气隙磁场的分布,进而对换向和绕组电流( 本研究称换向单元电流) 产生很大影响。

文献[1-3]提出了New DCM的设想,New DCM具有传统有刷直流电机的电枢绕组结构,采用电子换向器换向。文献[4-5]详细介绍了9换向单元New DCM原理结构,以及其样机实测机械特性曲线。文献[6-8]建立了New DCM仿真模型,并对New DCM仿真特性进行了深入介绍。但是以前对New DCM的研究集中在电机结构和原理性的分析,对于其换向问题还没有深入研究。文献[9-10]分析了New DCM的电枢反应时电枢电路情况。本研究在已有研究基础上对New DCM的换向问题进行分析,提出提前导通换向方法来改善换向状况。

本研究以9换向单元New DCM和特定的电子换向器为例,在介绍其电枢绕组结构和工作原理的基础上,研究电机负载气隙磁场的分布,分析电枢反应对换向和绕组电流的影响。

1NewDCM工作原理

笔者研究的New DCM,永磁转子磁极对数p = 2, 定子槽数Z = 18,每对极下对应9个槽,槽距角为40° 电角度,线圈节距y1= 4。在一对磁极范围内有9个绕组元件,将二对极下处于相同磁场位置的9个绕组元件采取并联的接法,合成总共只有9个换向单元,它相当于传统直流电动机电枢的迭绕组。整个电枢绕组的9个换向单元首尾相连成环形结构,相邻换向单元在空间上相差40°电角度。电子换向器为9相桥式电路,9个换向单元的引出端依次连接到桥式电路的中点,电子换向器示意图如图1所示。电枢绕组内电流分布的要求决定了功率开关管的通断状态,对于直流电枢绕组来说应使电枢表面一个极距范围内的电流为同一方向,相邻极距范围内为反方向。

New DCM的转子位置检测由9个Hall元件来实现,根据检测到转子位置信号,产生18个功率管导通信号,每个时刻只有一个上桥功率管和一个下桥功率管导通。9换向单元New DCM一个电周期内有18个通电状态,其顺序依次是或者相反( 取决于电机的旋转方向) ,使得反电势瞬时值为正的换向单元内电流为正,反电势瞬时值为负的换向单元内电流为负,任何一个换向单元的反电势瞬时值过零时, 都应改变该换向单元内电流的方向,相当于有刷电机的碳刷放在几何中心线上。更详细的九换向单元New DCM的工作原理见文献[11-12]。

2NewDCM的电枢反应

与直流电机类似,New DCM空载运行时,气隙磁场由永磁体建立,此时气隙中主磁场磁通密度的分布如图2中Bf所示,其中一个换向单元的轴线与d轴重合时,与其对应的Hall正好在q轴上,此时换向单元的反电势为零,Hall信号翻转,该换向单元进行换向。

电机Hall状态的改变只与转子位置有关,但是换向单元的反电势与气隙磁通密度的分布有关,与有刷直流电机一样,电机负载运行时,电机的磁场由励磁磁动势和电枢磁动势共同产生,所以负载时气隙磁场的分布与空载时会有比较大的区别。电枢电流产生的电枢磁场对主极励磁磁动势建立的气隙磁场产生影响,使气隙磁场发生畸变。New DCM在带负载运行时,气隙磁通密度波形也会因为电枢反应变得畸形,因此需要对带负载运行时的电枢反应对电机性能的改变进行分析。

假设: 1磁路不饱和; 2气隙均匀,不考虑铁芯开槽的影响; 3支路电流是直流。则可以画出负载时磁通密度波形如图2所示。由Bδ曲线可得到: 由于电枢反应的影响,负载时的电势过零点由如图所示a点移到了b点,这个角度为 α,随着负载加大,电枢电流相应地会增加,使得这个角度也会相应增加。Hall信号翻转时刻只与转子位置有关,即Hall信号翻转时刻应该在a点处因此当Hall状态翻转时,其对应换向单元的反电势已经提前换向。这与有刷电机碳刷沿转子旋转方向移动一个角度类似,负载时的换向是滞后换向, 换向时间滞后反电势过零点 α 度。

曲线 Bf—代表永磁体产生的磁通密度波形,也是该换向单元的空; 曲线 Ba—电枢绕组产生的磁通密度波形; 曲线 Bδ— 合成气隙磁通密度波形,对应于各换向单元负载时的电势波形

3考虑电枢反应的电枢电路分析

电枢反应不会改变有刷电机的主电路,因此在进行有刷电机的稳定分析时,一般不去考虑电枢反应对电机电路的影响。New DCM采用本研究如图1所示的电子换向器,电枢反应将会对电枢电路结构和电机性能产生比较大的影响,因此需要分析电枢反应时的电枢电路。

不失一般性,本研究对图1所示的电子换向器,以T2T3导通状态为例,来分析电枢反应时的电枢电路。 在此通电状态下,若是不考虑电枢反应,且电路处于稳态时,换向单元3、5、7、9在一条支路,2、4、6、8、1在另一条支路,两条支路中的各个换向单元反电势极性一样,两条支路极性相反。由于电枢反应的影响,在Hall信号改变前,2号换向单元的反电势极性已经发生了翻转变成反极性,此时T4管还没有给导通信号,T2管还没有关断,N2点电压为母线正极Vd,2号换向单元反电势极性如图3所示,可以得到N4点电压为母线正极电压和2号换向单元反电势电压之和,导致与T4管的反并联二极管D4的阳极电压高于阴极电压,使D4管导通。在2号换向单元上会存在2种电流的叠加, 一种是正常的支路电流ib,由母线正极流出,经T22、4、6、8、1换向单元 - T3,回到母线负极; 另外一种则是由于2号换向单元反电势极性提前改变,导致会在T2- 2号换向单元 - D4产生环流i,并且环流大小与电枢电流的大小有关,即与电枢反应有关,电枢电流越大,电枢反应的影响越大,环流越大。

与有刷电机类似,New DCM换向单元中反电势瞬时值为正的换向单元在一条支路,反电势为负的换向单元在另一条支路,这样恰好和有刷直流电机电枢情况类似,因此,类比于有刷直流电机,可以得到New DCM电枢反电势和电磁转矩表达式。反电势表达式为:

式中: ei—换向单元反电势; Ce—电动势常数; φ—磁通,Wb。

电磁转矩可表示为:

式中: Ia—电枢总电流; CT—转矩常数。

不考虑电枢反应时,样机有9个换向单元,工作时分成二条支路,每条支路串联换向单元数总是在4— 5—4…的变化,由于绕组电阻的影响,使支路电流有波动,如果有足够多的换向单元,则支路电流将是理想的直流,两条支路的支路电流分别为:

式中: Vd—母线电压; Ea—总电枢反电势; R—换向单元电阻; Ia1,Ia2—两条支路的支路电流。

电枢总电流:

由电势平衡方程得到机械特性表达式:

式中: Ra—电枢回路总电阻。

考虑电枢反应时,2号换向单元换向前,其反电势极性已经变为负极性,此时2号换向单元电流为两种电流的叠加,其中环流大小可有下面公式计算得到,有:

式中: e2—2号换向单元反电势,R—换向单元电阻。 此时,环流也会产生电磁转矩,有:

环流产生的电磁转矩为制动转矩,这样,会使得总的电磁转矩减小,进而使电机转速也会相应的减小,使电机机械特性变软,降低了电机运行性能。

当电枢电流较小时,换向单元的电流基本恒定,当电枢电流增大时,换向前的延时角度 α 内电流增大, 意味着该单元此刻有环流。随着电枢电流的增加,环流会更大,对电机性能影响也更大,对功率管的容量也要求更大。考虑到电机电枢反应对电机性能的影响, 自然地,本研究应当对电机的控制策略进行改进,消除因电枢反应产生的环流对New DCM系统的影响。通过分析,笔者认为采用提前导通换向策略,可以减小系统环流的影响,同时也使得电机机械特性变硬,带负载能力加强。

4提前换向方案的实现

有刷电机可以采用移动电刷的方法可以削弱电枢反应的影响,对于本研究New DCM电机,采用的是电子换向器,可以通过对换向导通的角度的控制来达到移动电刷的效果。移动电刷的本质在于超前换相,对于New DCM电机,也就是要让绕组换相时刻超前,达到削弱电枢反应的目的。对无刷电机而言,逆着旋转方向移动 “电刷”,即提前换相可以削弱电枢反应不良影响。

根据New DCM工作原理,当采用标准角度换向模式时,DSP读取9个Hall的状态值,根据各相Hall变化情况,可得到New DCM的运行状态,依据环形分配表,给出对应的通断信号。各个通电状态顺序如图9所示。一个电周期有18个通电状态,一旦有Hall状态发生变化,电机进行换向。图中深灰色方块分别对应1 ~ 18号通电状态所对应的开关管导通,每个通电状态导通时间为20°电角度。

提前角度换向导通,即将同样的一个通电状态比正常导通时向前提前一个角度 β。对于New DCM而言,Hall信号状态发生变化时,原本需要导通的两个功率管在Hall状态改变前 β 电角度就已经导通。

电机负载时,因为电枢反应的影响,会使电机气隙磁通密度畸形,导致Hall状态改变时,相应相换向单元反电势已经提前 α 角度由正变负或是由负变正,因此会在即将换向的换向单元上产生环流,而这个环流对电机的正常运行产生比较大的影响,而本研究提出的提前导通角换向模式是通过将相应的导通状态提前 β 角度,如果能够对这个角度进行控制,将 α 与 β 大小进行匹配,可以对因为电枢反应产生的换向单元反电势极性提前变化产生的环流现象进行改善,从而提高电机的运行性能。

通过检测9个Hall信号的上升沿与下降沿,每一个边沿信号控制这个边沿信号20°电角度之后的那个导通状态。以1号Hall信号上升沿为例,若要提前 β 角度换向,只需在上升沿来到后延时20° - β 电角度所代表时间,再将通电状态2的开关管导通即可。如果要提前 β 角度换向,当检测到1号Hall信号上升沿后,根据Hall周期计算20° - β 电角度所代表时间,有

式中: THall—Hall周期时间。

通过DSP定时器进行计数,当20° - β 电角度时间计算结束,再给通电状态2的开关管导通,其他状态可以以此类推。提前角 β 需要与反电势提前转换极性 α 进行匹配。而 β 的获得可以通过对电机换向单元电流的分析来得到,理想情况下根据式( 3) 计算所得的换向单元正半周期电流如图4所示。换向单元在图中所示区域9结束后换向,根据电枢反应分析,换向单元电流在换向状态时电流因为环流会增大,而区域3 ~ 7不牵涉到相关桥壁开关管通断,因此,这段区域内换向单元电流变化平稳,与理想状况电流变化类似。如果要通过提前换向导通控制,使电机运行性能与不考虑电枢反应时相同,只需将区域9的电流与区域3、5、7进行比较,在一定容许范围内,如果区域9的电流比区域3、5、7电流平均值大,则将提前角 β 增加; 如果区域9电流与区域3、5、7电流平均值大小在容许范围内, 则不改变提前角度 β 的值。

换向单元相电流是通过霍尔电流传感器测量得到,从传感器得到电流信号经调理电路至DSP的ADC口,因为硬件资源的限制,对于采样时刻的选取非常关键,本研究采样时间在延时结束时刻读取ADC采样值,再给通电状态,然后对采样电流值进行处理,从而得到提前角度 β 的值。

5实验结果及分析

本研究样机为9换向单元New DCM,电机相关参数为: 转子磁极对数p =2,换向单元电阻R =1. 55 Ω,自感L =1.415 m H,互感M1= 0. 430 0 m H、M2= 0. 181 0 m H、 M3= - 0. 057 2 m H、M4= - 0. 437 5 m H。根据前述分析,笔者在实验样机控制系统进行了基于提前换向的控制实验。

负载接近0时单元电流波形如图5所示。负载较小或较大时换向单元电流波形分别如图6、图7所示。 根据换向单元电流波形,可以发现电枢电流也较小,换向单元电流基本恒定; 当负载加大的时候,根据图6 ( a) 和图7( a) 换向单元正常换向时换向单元电流波形,可以看到换向单元电流在换向前一个通电状态电流有一个明显的增加,这说明电枢反应在换向单元上产生了环流的结论的正确性,这个环流在换向单元上叠加,使处于将要换向的换向单元电流增大,这也同时证明了关于电枢反应对电机影响的分析是正确的。

图6( b) 和图7( b) 分别为负载加大且提前换向时的换向单元电流波形及对应的Hall信号,对比换向单元电流与Hall相位关系,可以得到: 随着负载的加大,电枢电流也相应的增加,换向单元电流相对于正常换向情况下有一个非常明显的改善,此时换向单元电流表现出平稳的直流电流,表明环流分量减小了,使电机换向器开关管流过电流减小,系统的运行性能更好,功耗更低。

同时,还可以通过实验结果分析得到,采用提前换向也会对电机转速有一个很好的提升效果,如图7所示,在相同负载转矩下,转速从正常换向时的8 571 r/min提升到9 736 r/min,这与直流电机移刷控制效果正好相符。

电机机械特性曲线对比图如图8所示。实测与仿真结果表明,调节提前换向角,在减小电机换向环流的同时,也可以达到类似有刷电机移动电刷控制的效果, 提高电机的调速范围,提高电机性能。

6结束语

水泥厂直流电动机传动调试案例 篇9

1 窑体变形引起启动失败

1.1 现象及分析

某Φ3.95m×149m回转窑主电动机为ZSN4-355-092, 440VDC/280kW/580A, 选配了全数字直流控制器MENTORⅡM825/440V、励磁回路为FXM5/20的成套的直流驱动装置。2003年夏某天午后开始下大雨, 因窑头熟料拉链机故障引起停窑;虽然临时启动窑中辅传电动机慢转窑体, 窑体仍有轻微变形。2h后拉链机故障排除, 再启动窑时, 启动电流过大 (超过1 200A) , 且启动过程长, 电流振荡严重, 无法启动。我们到现场后, 首先上窑中观察机械设备和直流电动机, 然后检查了直流驱动设备和直流控制器的菜单参数设置。

水泥行业所用的直流电动机是传统的双闭环负反馈调节系统, 内环是PI调节的主电枢电流环;外环是由PI调节的电动机速度环。本故障的症结是:窑体负载变化使飞轮转矩GD2变化, 也就是使得直流电动机机电时间常数Tm变化, 在保证原系统启动速度变化率dn/dt不变的情况下, 必须增大电动机启动转矩T, 也就是增大系统启动电流Ia。由于系统装置都有最大过流保护措施, 机电时间常数Tm增大后, 启动电流大, 而且电流环有振荡, 更使得系统产生保护跳停, 回转窑无法启动。

1.2 解决方案

按照MENTORⅡM825控制器的电流环菜单的步骤顺序, 进行“电流环参数自整定”。

1) 临时断开电动机励磁回路;

2) 设定参数“05﹒09”=1 (自整定允许开始) ;

3) 先将系统装置置于零给定 (非常重要的顺序步骤) , 然后使系统装置允许工作, 上电投入运行。

近1min的整定运行后, 电流环调速器自动计算出电流环的参数;MENTORⅡM825自动跳停一次, 使系统从参数设置状态跳出, 这意味着“电流环参数自整定”步骤成功结束。然后, 我们重新恢复了系统装置的励磁回路接线, 并对此次“电流环参数自整定”步骤中, 所有牵涉到的电路作了检查。一切稳妥无误后, 再次上电, 重新访问MENTORⅡM825, 进入系统的电流环菜单, 发现“05﹒12”电流断续积分增益I、“05﹒13”电流连续比例增益P、“05﹒14”电流连续积分增益I和“05﹒15”机电时间常数Tm这4个电流环菜单的重要参数, 在自整定自动计算后, 自动生成了新的数值。

自整定后, 开始转窑;给定逐步加至最大, 电动机主电枢电流超过了1 200A, 并一直延续了20s后, 沉闷的回转窑机械启动声音传来, 说明启动成功, 主电枢电压旋即升至440V, 电流值立刻下降, 回到400A以下, 振荡幅度在80A。连续运行1h后, 电流振幅逐步变小, 稳定在10A内。

1.3 经验

充分利用全数字直流控制器的软件功能和菜单参数, 尤其是控制器的自整定功能, 使电动机的Tm受到负载影响而发生变化时, 能够迅速恢复正常运行。本案中, 由于需要带电在线操作, 而且分几个步骤, 并涉及到改动直流电动机的励磁回路, 使电动机处于短暂的零给定、失磁状态, 因此, 自整定的设定过程, 必须细致周到。

2 电气接线与机械安装存在问题

2.1 现象及分析

2006年夏, 某企业新建Φ3.6m×58m回转窑生产线, 配套主电动机为ZSN4-315-092, 440VDC/220kW546A, 选配了全数字直流控制器ADS800/440V/800A、励磁回路为FXM5/20成套的直流驱动装置。业主坚持使用测速发电机反馈, 而不采用我院建议的电压反馈测速方式, 测速发电机为ZYS-3A, 110V/22W。我们现场调试任务完成后撤离, 但是设备投运试生产后, 出现了以下故障, 无法正常生产:

1) 速度环有时开路, 而且是软故障, 时有时无, 无规律;

2) 主电枢电流偏大, 说明回转窑运转不正常。空窑运行时主电枢电流在100A以上, 投料运行后400A以上 (一般的回转窑正常带料运行时主电枢电流为额定电流的1/2值以下) 。

首先对控制室内电气设备进行常规检查, 均正常。然后再到窑中机旁现场, 使离合器脱开减速机, 在连续运行了20min后, 出现速度环开路故障, 并使直流控制器跳停。了解到该窑及其驱动机械设备都是从不远处的另外一条旧窑上拆下的, 业主在拆装过程中, 尽量维持不动, 而且也没有再对原有接线进行交接检查, 测速发电机包括连线都是原封不动照运过来的。

2.2 解决方案

对主电动机、测速发电机的电缆以及设备接线进行了一次详尽认真地检查, 结果发现测速发电机比较旧, 两个极的输出线中的一条疑似有虚接。重新将线头加固后, 再次开机投运, 始终未再出现速度环开路故障。第一个故障被排除。

对于第二个故障, 初步判断是由于传动机械设备的原因。我院的机械专业技术人员来到窑中机旁现场后, 发现窑一档的两个托轮轴中线与窑中心线之间, 均有比较明显的不同心、偏离现象, 俗称“八字窑”。经过核对所有托轮, 制定了调整托轮、对中的方案。经过机械对中调整后的窑电动机电流在正常带料负荷运行时, 下降到300A以下, 整个窑系统运行一切正常。

2.3 经验

回转窑的调试为系统工程, 需要技术人员严谨、细致、专业, 且相互配合。

3 违反操作规程造成控制装置损坏

3.1 现象及原因

2007年国庆节前, 某企业新建的2 800t/d生产线的建设工程完成了调试工作。回转窑Φ4.2m×60m, 主电动机为ZSN4系列, 440VDC/420kW。按照设计院的要求选配全数字直流控制器MENTORⅡM1850440V, 励磁回路为FXM5/50的成套直流驱动装置。开工典礼当天, 生产管理安排不规范, 投料运行后, 新聘的中控室操窑工误操作, 致使窑突然急停, 旋即违规擅自再次误操作进行急开, 整个过程不到1min。但是窑直流驱动设备启动失败, 直流控制器跳停, 故障提示为过压。我们连夜赶赴现场进行检查, 发现是主回路的一对可控硅被击穿, 直流控制器的一相主回路输入输出短路。紧急安排技术人员将新的一对可控硅配件送到现场并安装。再次检查无误后重启, 窑恢复了正常运行。

3.2 预防措施

我们与业主交流, 要求加强对中控人员的技能培训, 规范操作;启停窑时要求应该尽量首先操作窑的给定:给定减速回零至关机, 给定从零起开机。另外, 我们在直流控制器的菜单参数里, 把给定斜坡又进行了处理, 使给定斜坡角度更小, 防止负载有阶跃式的变化而影响窑的启动。

3.3 经验

全数字直流控制器目前配置是大电流大功率的绝缘栅型PN结的IGBT硅管, 电流大, 开关性能好, 频率高, 受控能力好, 缺点是耐压能力弱, 尤其是阶跃突变电压脉冲, 容易击穿硅管。当急停时, 主电枢回路存在多余的惯量势能;又突然急开, 势能的残存电压与突加的工作电压叠加, 出现了过压, 击穿可控硅。

4 结束语

直流伺服系统应用 篇10

行了实验，参考固定角双探头SPECT（以下简称BHP6603）运动控制模式，将原交流伺服替换为直流伺服，对比单光子发射计算机断层装置（以下简称SPECT）控制方式，进行相关运动控制实验。

关键词：直流电机 直流驱动器 运动控制

1 概述

直流伺服，顾名思义，使用直流电源工作，在具体的使用中，它有着交流伺服无可比拟的优势，其最大的优点不会像交流伺服那样产生逆变磁场对外围发出干扰，这一点对于医疗设备来说，有着重要的意义。从成本上考虑，直流伺服系统与交流伺服系统并无明显优势，但对于控制方式，直流伺服比交流伺服更加多样化，针对于SPECT而言，完全可以取代PLC系统，使用其他控制方式，例如BHP6603的工控机系统，这样在成本比较上，直流伺服仍比交流伺服有优势。从以上分析可以看出，直流伺服取代交流伺服将成为一种趋势。直流伺服使用的电机为直流电机，电机从工作方式上分为有刷和无刷两种，无刷电机的定子上需要开槽，所以也存在着一定的局限性。当转子转动时，磁极受定子齿的引力大于受定子齿间隙之间的引力，这种不均匀的磁力，又叫齿槽效应，不但会降低电机效率而且也会使低速下的平滑运转变得困难。就目前采用的技术而言，对于典型的操作压力和真空负荷，无刷电机的效率值一般在50%-60%之间[1]，有刷电机则无这方面的缺点，有刷直流电机成本较低，扭力大，但换相器为碳刷，有使用寿命限制，这也是有刷电机的重要缺点，但综合有刷与无刷的优缺点，直流有刷电机是目前医疗设备较好的选择。

目前BHP6601及BHP6603均采用交流伺服驱动来进行工作，本文主要探讨应用直流伺服驱动的可行性。下面将进行有刷直流伺服系统的运动控制实验，用以验证直流伺服系统的相关控制设置。

2 设计方案及结果验证

2.1 设计方案 BHP6603运动控制，使用运动控制卡及三菱交流伺服，现使用直流伺服替换交流伺服，用于验证直流伺服系统的功能，并与交流伺服功能对比，以达到验证直流伺服应用可行性的目的。

2.2 设计方案验证内容

2.2.1 直流伺服选型。验证直流伺服应用于BHP6603的可行性，首先需要满足的条件是基本功能同于或多于交流伺服，BHP6603选用三菱MR-J3-20A（以下简称J3）型交流伺服，目前使用的功能是在位置控制模式下，通过接收运动控制卡发送的脉冲+方向信号，控制电机运动的位置及速度，在实验中，也将针对这些功能进行验证。

根据表J3参数手册[2]，选定直流伺服Dpralte-020B-

080[3]，表1中为主要功能对比。

Dpralte-020B080在供电上只需要直流24VDC电压，而交流伺服则需要220VAC和24VDC两种电源，24VDC作为安全工作电压，这一点上明显要优于交流伺服，在控制方式与接受反馈信号等功能上要优于交流伺服，从这两点上分析，Dpralte-020B080这款驱动是满足使用要求的，在保护功能上，交流伺服能够更好的输出保护信号（报警信号），直流伺服则可以选择4种主要的保护功能，从这一点上，直流伺服略逊于交流伺服，综合考虑，针对于BHP6603，J3与Dpralte-020B080都能够满足使用要求，故选定Dpralte-020B080作为本次试验使用的直流伺服。

对于电机的选择，J3有着一定的局限性，它只能与三菱HF-MP/HF-KP系列电机进行匹配，BHP6603中使用的电机型号为HF-KP23（B）[2]，参看其参数手册，选定电机型号GR80×80[4]，用于匹配Dpralte-020B080，表2中为主要参数对比。

表2 HF-KP23（B）与GR80×80参数对比

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两种电机的转矩、额定转速、功率等基本一致，从电机的连续运行角度看，两种电机是可以互换的，但最大转矩却相差很多，从表2上可以看出，两种电机最大转矩差值4.18N·m，直流电机在启动瞬间有更大的转矩带动负载，而交流电机在超出最大转矩范围后，则会报错过载，这一点是直流电机要优于交流电机，针对于BHP6603，可以选定GR80×80作为本次实验的直流电机。

2.2.2 方案验证过程记录。在直流驱动器中有3个非常重要的参数曲线，电机与驱动器的匹配，需要通过调节这些参数来实现，它们分别是电流环、速度环、位置环。在位置控制模式下，可以使用位置环与电流环两组曲线进行设定，也可以使用电流环等3组曲线来设定。

A-M-C直流驱动器可以通过上位机软件DriveWare[5]进行设定。根据表GR80×80电机参数，设置驱动器电机相关参数，调节环路曲线的设定。环设置是交流伺服与直流伺服设置区别较大的地方，通常情况下，交流伺服匹配的电机是固定的，通过设置驱动器内置参数表，设定数据，电机与驱动器不存在不匹配的情况，而直流伺服的电机可以是有刷电机，也可以是无刷电机，功率只要在驱动器额定功率内的电机都可以选择，这样就增加了电机选择的空间，从而通过上述环设置，来匹配电机，这种方式为最大限度的节约成本提供了可能性。

验证试验将使用Dpralte-020B080与GR80×80进行匹配，模拟BHP6603交流伺服系统功能，通过PC机安装运动控制卡与光耦合板（BHP6603使用）模拟电机在BHP6603上的工作状态。本方案主要验证包括以下几个方面：①脉冲+方向信号控制电机实现速度与位置运转；②电机正反转及限位输入有效性；③伺服开启及紧急停止；④报警信号有效性。

试验结果如下：①使用运动控制卡示范软件，操纵电机运转，包括正向与反向运动，通过试验得出，在上位机发送固定数量脉冲数的条件下，电机能够完成相应运动，运动方向由脉冲方向决定，电机编码器反馈脉冲数与逻辑脉冲（发出脉冲）数基本一致；②使用示范软件控制电机连续运动，在电机运动过程中，将限位线号输入线分别置高电平，通过试验得出，在限位信号有效的情况下，电机能够即时停止运动。③在电机连续运动状态下，分别将伺服开启及急停信号置高电平，得出，在急停或伺服开启信号有效的情况下，伺服会根据信号输入状态做出动作。④在电机连续运行的条件下，将急停置高电平，电机停止运动，得出，在报警有效输出的条件下，驱动器能够即时停止电机运动。

2.3 验证结果 综合以上实验结果，从功能上讲，直流伺服系统在BHP6603运动控制系统中，可以实现交流伺服所有功能，从性价比上讲，直流伺服可以更好的控制成本，直流伺服可以替代交流伺服使用。

3 结论

直流伺服较交流伺服优势是明显的，尤其低干扰的特性，在医疗设备领域，直流伺服可能会逐步取代交流伺服，在本次实验中，也充分的证明了直流伺服在功能满足使用要求，本次实验所做的仅仅是直流伺服控制的一小部分，还有更多的功能等待着人们去开发使用，笔者相信，直流伺服系统在不久的将来，应该会成为医疗设备运动控制应用的主流。

参考文献：

[1]《微型泵驱动便携医疗器械》，中国杂志.

[2]《MELSERVO J3》，三菱电机，8/29/2006.

[3]《AMC直流伺服驱动器dpralte-020b080》，A-M-C，3/26/

2010.

[4]《GR80×80》，德恩科，10/29/2010.

[5]《AMC_DriveWareSoftwareManual》，A-M-C.

直流电动机 篇11

1) 某燃煤电站项目机组设计五台直流电动机, 分别为两台小机直流油泵、直流顶轴油泵、发电机氢侧直流密封油泵、主油箱直流辅助油泵;

2) 直流电动机的特性

直流电动机固有特性具有硬特性。由于电枢电阻Ra很小, Is和Ts都比额定值大很多 (可达几十倍) , 给电机和传动机构带来危害。所以当电动机启动时, 通常要串入一启动电阻来降低启动电流对电机和设备的危害;

3) 该项目直流电机控制箱控制方式分为DCS控制、就地控制两种, 通过就地控制箱的“远方/就地”按钮SA1的位置来实现两种控制方式的选择。当就地控制箱的“远方/就地”按钮SA1在远方位置、开关状态在分闸位置时, DCS满足起动的条件, DCS发出合闸命令, 同时DCS巡检保护信号、开关状态、以及运行电流是否正常。在起动过程中, 电枢回路内串入限流电阻RQ来限制起动电流, 起动完成后通过1KM直流接触器来切除限流电阻RQ。

1 直流电动机的调试

直流电动机调试包括二次回路调试和电动机本体调试两部分。

1.1 二次回路的调试

1) 检查控制箱内接线

对照接线图检查就地控制箱的实际接线是否正确。电流变送器控制内部接线是否与变送器的接线要求一致 (变送器上标有接线标识) 。分流电阻是否接入电流变送器的输入端子, 接触器的主触点和辅助触点是否修饰、卡涩。控制电源是否配线。所有控制电缆压接是否牢固。

2) 测量绝缘电阻

使用500V兆欧表分别测量控制回路、信号回路、主电源电缆对地以及正负极之间的绝缘电阻, 绝缘电阻均不应小于1MW。

3) 二次回路通电试验

在对二次回路通电前, 必须将到电机的电缆拆开, 并固定牢固, 以防电机侧带电。合上直流配电屏上的电源开关, 对就地控制箱送电。在就地控制箱上就地进行分、合闸操作, 接触器应能正确动作, 确认状态显示正确、保护无异常动作。然后在DCS上进行远方分、合闸操作, 接触器应能正确动作, 确认开关反馈状态显示正确、联锁逻辑回路正确, 确认信号反馈、测量反馈显示正确。

1.2 电动机本体试验

1) 检查绕组绝缘电阻

采用500V兆欧表测量绕组的冷态绝缘电阻, 并励绕组、串励绕组、电枢绕组 (实际上已包含换向绕组) 对机壳及其相互间的绝缘电阻应分别进行测量。当电枢绕组与串励绕组或换向绕组在电机内部串联连接且不易解开时, 可对串联回路一起进行测量。实测结果不应小于0.5MΩ。

2) 检查电机励磁绕组的极性

用感应法检查串励绕组和并励绕组的极性。

3) 测量绕组直流电阻

使用单臂电桥测量并励励磁绕组的直流电阻, 用双臂电桥测量串励励磁绕组和电枢绕组 (实际上已包含换向绕组) 的直流电阻。

4) 直流电动机直流电缆接线

由于设计院设计的动力电缆回路接线与电机厂接线不符, 控制箱内部配线是按照设计院图纸生产的, 所以需要对电机内部接线进行改造。

电枢绕组 (实际上已包含换向绕组) 的端子为A1 (B1) 和A2 (B2) , 并励绕组的端子为E1和E2, 串励绕组的端子为D1和D2。设计院图纸电动机接线图接线方式是D1和E1相连接后接直流电源正极, D2和A1内部相接, A2接电源负极, E2接电源负极 (即一“+”两“—”接线) ;而电机厂家提供的电机接线图接线方式是D1和E1 (或D2和E2) 相连接后接直流电源负极, D2和A2 (或D1和A2) 内部相接, A1、E2 (或A1、E1) 单独分别接直流电源正极 (即两“+”一“—”接线) 。

5) 电动机空载转动检查

电动机空载转动前确认电流回路无开路现象、端子排无松动现象, 确认直流电动机的接线, 测量电动机绝缘、动力电缆绝缘。试转条件满足后, 空载转动1h, 电动机运行情况正常。试转时记录电动机的绝缘、启动电流和空载电流。

3 调试中经常出现的问题

3.1 转速不能达到额定转速

检查1KM接触器是否动作, 如果1KM接触器不动作, 限流电阻RQ不能切除。检查控制回路接线是否正确, 或者到电机的电缆接线是否正确。关于电动机至控制箱电缆的接线, 这里提供一句口诀“先励磁, 后电阻, 在电枢”, 意思是接线要保证操作时, 并励线圈先带电, 然后通过启动电阻给电枢提供电流, 最后切除启动电阻, 直接给电枢提供电流。

3.2 电流显示不正确

检查电流变送器是否按变送器的标识进行的接线, 如果不是, 改正。如果确认电流变送器接线没有问题, 用万用表的毫安表检测有无4m A~20m A的电流输出。

4 直流电动机的反转

电机反转即改变电磁转矩的方向, 由电磁转矩公式 (T=CTΦIa) 可知, 欲改变电磁转矩的方向, 只需改变励磁磁通方向或电枢电流方向即可。改变直流电动机转向的方法有两个:1) 保持电枢绕组两端极性不变, 将励磁绕组反接;2) 保持励磁绕组极性不变, 将电枢绕组反接。

5 结论

直流电动机厂家没有按设计院图纸接线提供电机, 电机接线与设计院图纸接线不匹配, 还有设计院控制原理图的设计也不够严谨, 造成以上问题。所以在直流电机接线前一定要认真核实检查, 通过各方面的协调, 问题逐一处理完毕, 才能保证直流电动机的稳定运行。

参考文献

[1]李辉和, 冯猛.海外电站项目电机常见问题浅析及对策.中国科技博览, 2013 (25) .